三峡水库香溪河沉积物氮含量和氨氮释放特征

通过分析三峡水库香溪河库湾表层沉积物的理化性质和氮素分布特征,并结合室内动力学实验,对香溪河库湾沉积物氮素的组成差异和氨氮释放动力学模型进行了探讨,分析了沉积物氨氮释放潜能。结果表明,香溪河表层沉积物中总氮(TN)含量为683.71～843.19 mg/kg,氨氮(NH~+_4-N)含量为122.77～237.85 mg/kg,硝氮(NO~-_3-N)含量为35.78～102.44 mg/kg。采用一级动力学模型模拟了氨氮释放动力学,氨氮的最大释放量为67.06～74.43 mg/kg,是长江中下游湖泊平均值的1.5倍,存在一定的释放风险;表层沉积物在起始0～5 min内快速释放,达到最大释放量的97.90%～98.41%,150 min后基本达到释放平衡。香溪河氨氮的平均释放量在水土质量比为5 000时达到最大,随后趋于平衡。相关性分析发现,最大释放量与释放潜能均与沉积物中有机质含量和粒度分布相关性不明显,这可能与香溪河的水环境特点有关。     

锦江河沉积物磷形态与吸附行为及磷释放风险

研究沉积物磷的吸附参数、形态及其含量,揭示锦江河及其支流沉积物磷吸附行为的变化特征及其环境意义,阐明锦江河及其支流富营养化风险。2016年1月,在锦江河及其支流9个样点用彼得森采泥器采集表层沉积物,测定磷吸附平衡浓度(EPC_0),计算沉积物磷吸附指数(PSI)、磷吸附饱和度(DPS)以及其衍生出的磷释放风险指数(ERI)。结果表明,锦江河沉积物4种形态磷含量顺序为CaCO_3~PFe(OOH)~PASOPP_(alk),CaCO_3~P是沉积物磷的主要存在形态;钙结合态磷(CaCO_3~P)和磷最大吸附量(Q_(max))显著正相关;沉积物中PSI为11.24~31.37(mg P/100 g)/(μmol/L),平均值为21.28(mg P/100 g)/(μmol/L),且PSI与Q_(max)显著正相关;DPS值在水平方向上和垂直方向上的分布均与PSI值的分布相似;EPC_0在各支流分别从上游到下游逐渐减小,下游的沉积物磷释放潜能相对上游较小;EPC_0的垂直分布表明,对大多数河段来说,疏浚并不能减小沉积物磷释放风险;所有采样点的ERI在水平方向上均超过了25%,各采样点沉积物磷潜在释放诱发富营养化的风险均为高度风险。     

锯缘锯青蟹养殖池塘中沉积物磷释放的初步研究

本研究采用孵化法模拟计算池塘表层沉积物--水界面磷通量,并结合现场调查和室内模拟实验探讨温度、盐度、pH和微生物等环境条件变化对该沉积物中磷释放的影响.初步计算了锯缘青蟹[Scylla serrata(Forskal)]养殖池塘8月和11月2个月份沉积物-水界面活性磷酸盐的交换通量,分别为104.9μmol/(m2·d)、70.1 μmol/(m2·d).温度、盐度、pH和微生物梯度这4个因子均对沉积物磷释放有影响.温度实验中,释放量随着温度的上升而增加,其中35℃下磷释放量达到0.027 mg,为15℃下(0.015 mg)的1.8倍,20℃时释放量为0.020 mg.盐度实验中,释放量随着盐度的升高而增加,盐度25时的磷释放量达到0.029 mg,约为盐度5时(0.003 mg)的10倍.不同pH条件下磷释放量南大到小依次为酸性、碱性、中性,存在微生物的组其沉积物磷的释放量要明显高于灭菌组,在培养的前4天几乎为灭菌组的2倍.     

沉水植物苦草对沉积物各形态磷时空分布的影响

监测苦草生长过程中根系及沉积物中磷含量和形态的时空变化,探讨苦草根系在生长过程中对沉积物磷时空分布的影响。聚乙烯塑料桶中铺设沉积物为暴发水华水体的底泥,厚度10cm,干重4 821.00g,底泥铺设完毕后缓慢注入100L水(TP 0.02mg/L)。试验桶种植2g苦草休眠芽。沉积物样品磷形态分析采用国际通用的SMT法,在采集沉积物同时采集苦草样品,测定根系生长情况及根系在沉积物中的分布。结果表明:苦草在生长过程中能降低沉积物各层总磷(TP)、NaOH提取磷(NaOH-P)、HCl提取磷(HCl-P)、无机磷(IP)和有机磷(OP)的含量,沉积物各形态磷含量的下降速率为:NaOH-PHCl-PIP=OP;随着苦草根系的生长,在苦草根系分布区沉积物中各形态磷的含量明显低于非根系分布区。苦草根系通过对环境因子氧化还原电位和pH的改变从而影响根系周围沉积物磷的含量,沉积物中各形态磷含量随着苦草根系面积的增加而减小。     

海州湾海洋牧场表层沉积物中磷形态及释放通量

为了解海州湾海洋牧场建设对沉积物-水界面磷酸盐交换的影响,于2017年5月采集了海州湾海洋牧场区表层沉积物及对应站点上覆水、间隙水等样品。采用SMT法(standard measurement test)分级提取磷的不同形态,包括可交换态磷(Ex-P)、铁铝态结合磷(Fe/Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)并测定其浓度,结合室内磷通量模拟实验,尝试探索沉积物-水界面磷交换通量。结果显示,海州湾海洋牧场区表层沉积物中总磷(TP)浓度为392.44～463.46μg/g,IP浓度为219.21～282μg/g,Ca-P浓度为117.73～130.07μg/g。无机磷(IP)是磷的主要赋存形态;分级提取的磷形态浓度顺序为Ca-P> Ex-P> Fe/Al-P,对照区各种磷形态浓度大于鱼礁区,上覆水中的各种形态磷浓度均高于间隙水。室内模拟实验显示,沉积物中各种形态磷的浓度增加,IP仍为磷的主要赋存形态;沉积物-水界面TP、TDP(可溶性总磷酸盐)、PO₄^3-(可溶性正磷酸盐)的交换通量分别为-0.53～-0.05、-0.15～-0.01、...     

广州市主要湖泊沉积物磷的赋存形态

以广州市主要城市湖泊为研究对象,从环境地球化学角度阐明沉积物中磷的总量、主要赋存形态与其潜在释放风险和环境效应的内在联系,为广州市城市湖泊环境特征评估及后续的生态修复提供基础数据和理论支撑。2016-2017年对广州市8个主要城市湖泊花都湖、白云湖、东山湖、流花湖、天河湖、海珠湖、荔湾湖、麓湖表层沉积物的总磷（TP）及各形态磷的含量与分布特征进行研究,并运用单因子污染指数法和生物有效性指数法对沉积物磷污染程度进行评价。结果表明：广州市湖泊表层沉积物TP含量为368～5 276 mg/kg,平均3 277 mg/kg,其含量分布特征表现为东山湖>白云湖>花都湖>流花湖>天河湖>荔湾湖>麓湖>海珠湖。TP中以无机磷（IP）为主要存在形式,占TP含量的67.56%～87.44%,IP中又以铁结合态磷（Fe-P）为主,占TP含量的32.77%～60.24%,均值为42.88%。相关分析表明TP与Fe-P和有机磷OP,Fe-P与De-P,Ca-P与OP呈显著的正相关关系,表明其来源的相似性。通过分析可将广州市湖泊分为受珠江干流直接影响、接纳河涌入水、相对...     

不同规格双齿围沙蚕对沉积物氮磷赋存形态影响分析

沉积物作为养殖系统中氮磷的蓄积库,对养殖水体氮磷水平调控发挥着重要作用,氮磷赋存形态影响其在沉积物中的吸附和释放。为研究双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis Grube)对海水养殖池塘沉积物氮磷赋存形态的影响,以400 g/m²生物量设计不同规格双齿围沙蚕养殖实验,分别为小规格[(0.7±0.3) g]、中规格[(2.5±0.3) g]和大规格[(4.3±0.3) g]处理组,不放养沙蚕设为对照组,实验周期为45 d,分别于实验初、末期采集不同深度的沉积物,测定其中氮磷各赋存形态的含量。结果显示,不同规格双齿围沙蚕均显著提高了沉积物上、中层离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)和强碱可浸取态氮(SAEF-N)含量(P<0.05),中、小规格处理组显著降低了沉积物中强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)含量(P<0.05);不同规格双齿围沙蚕均显著提高了沉积物上、中层非磷灰石无机磷(NAIP)含量(P<0.05),中、小规格处理组显著降低了沉积物中有机磷(OP)含量(P<0.05)。本研究表明,中、小规格的双齿围沙蚕可以加速沉积物中有机氮磷的矿化,促进沉积物其他形态氮磷向上迁移,使其更容易分解和释放,进而被水体浮游植物所利用。     

无机碳和磷添加对两种沉水植物磷富集和灰分磷组成的影响

研究不同沉水植物对水体磷的富集和生物沉积能力,为湖泊生态修复中沉水植物优势种的选择提供理论依据。研究的沉水植物为菹草(Potamogeton crispus)和粉绿狐尾藻[Myriophyllum aquaticum(Vell)Verdc],每个锥形瓶4～5株,鲜重约1 g;锥形瓶中装有含无机碳和磷的培养液200 mL。外加无机碳为NaHCO_3,添加浓度1.5 mmol/L;无机磷为K_2HPO_4,添加浓度0.1 mg/L。添加药品后溶液的pH值通过1 M的HCl和1 M的NaOH调整到8.2～8.3。试验时间为1周,培养结束后检测植物全磷、植株灰分磷及灰分磷的组成。结果表明:菹草培养12 h后,溶液pH显著上升,pH漂移值显著高于粉绿狐尾藻;无机碳含量低于粉绿狐尾藻培养液,无机碳浓度显著性影响了△pH和溶液最后的无机碳含量,但磷浓度对△pH和无机碳含量无显著影响。无机碳添加和磷水平均显著影响了菹草的灰分总磷,但无机碳的贡献百分比(55.34%)高于磷(26.73%);无机碳添加显著影响了粉绿狐尾藻灰分总磷,而磷水平显著影响植物干重全磷。无机碳和磷浓度均显著影响了2种沉水植物灰分磷中H_2O-P百分比,但无机碳的影响占比更高(菹草46.16%,粉绿狐尾藻75.78%)。在试验处理条件下,2种植物的钙磷均占比最高,能通过降低水体磷含量抑制浮游植物的生长。     

东太湖沉积物中磷的形态分布特征研究

应用化学连续提取法对东太湖沉积物中不同形态的磷进行提取,并分析了其空间分布特征和垂直分布特征。结果表明,东太湖沉积物中磷形态以碎屑态磷(Ca-P)、有机磷(Or-P)、自生磷(De-P)、铁结合态磷(Fe-P)为主,平均含量分别为188.6±32.5、73.1±18.6、45.2±3.3、34.3±18.5μg/g;弱吸附态磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和铝结合态磷(Al-P)含量较低,分别为6.7±2.2、4.0±1.9、1.3±0.4μg/g;总磷（TP）的平均值为353.1±46.3μg/g。Ca-P、Or-P 、De-P 、Oc-P四种不易释放的磷形态占88%,而Fe-P、Ex-P、Al-P三种易释放的磷形态仅占12%。除了Ca-P含量随沉积物深度的增加而增大,Al-P含量较低且随深度增加无明显变化,其他各形态磷含量大致随深度的增加而减少,表现出“表层富集”现象。上述结果表明,东太湖的内源磷负荷较小,但有增加的趋势。     

水域沉积物氮磷赋存形态和分布的研究进展

根据国内外近年来相关的调查和研究资料,对沉积物氮磷赋存、分布及影响因素进行了较为详尽的阐述,以期为沉积物氮磷的转化过程以及其与水体"内负荷"的潜在关系研究提供基础资料。沉积物氮磷分布主要受到地域分布、水域类型、水域利用类型、水体污染状况、沉积物—水界面氮磷交换通量和沉积物生物扰动等因素影响。在较为稳定的水域中,微生物、温度和DO是影响沉积物氮释放的主要因素;氧化还原电位、pH、温度及有机质含量是影响沉积物磷释放的主要因素。氮磷循环对生态环境的影响、氮磷测定方法的改进、沉积物氮磷特性的实验室模拟和沉积物氮磷含量的控制是下一步研究的发展方向。     

小西淀穗花狐尾藻的生长特性与氮磷吸收规律研究

2011年4-9月,对白洋淀的小西淀穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的生长参数、植物体各构件氮磷含量及其生长水体的理化因子进行了测定,分析了穗花狐尾藻的氮磷吸收规律.结果表明,穗花狐尾藻的株高与生物量均随着时间的推移而增长,种群的生长始于3月底或4月初,终于9月底,主要生长期在6-8月.植物体内的全氮和全磷含量呈现出先增长后下降的趋势,在其生长旺期的6-8月保持了较高的水平.叶的氮、磷积累量最大,茎和根次之.穗花狐尾藻植物体的氮磷积累量最大值均出现在7月,分别为9.10 g/m2和1.08 g/m2.穗花狐尾藻的氮磷积累量与水体中的总氮呈显著负相关,与总磷含量呈负相关,与透明度呈显著正相关,表明穗花狐尾藻具有较强的净水功能.8月末,狐尾藻大面积腐烂,水体中的氮、磷含量开始增加,致使透明度降低.建议在植物生长旺季将植物体迁出水体,以防造成水体的二次污染.     

不同氮、磷浓度下亚心形扁藻的生长及水体中氮、磷变化

自然条件下,采用湛水107-13营养液为基础配方,在经消毒处理的天然海水中添加不同氮、磷质量浓度的营养盐进行亚心形扁藻的培养。结果表明,当氮、磷质量比为17时,最适合亚心形扁藻的生长。不同磷质量浓度梯度对亚心形扁藻的生长和生长率K具有显著性的影响(P<0.05)。当磷质量浓度为8 mg/L时,其相对生长常数和生长率K值均高于其他质量浓度处理。不同氮质量浓度梯度对亚心形扁藻生长具有显著性影响(P<0.05),但对亚心形扁藻生长率K的影响不显著(P>0.05)。高质量浓度氮对亚心形扁藻的生长影响作用最大(P<0.05)。在培养过程中,高质量浓度氮、磷培养液中NO3--N和PO43--P的下降速率高于低质量浓度中NO3--N和PO43--P浓度的变化,并呈现出显著性的差异(P<0.05)。表明在高质量浓度营养盐条件下培养亚心形扁藻,会导致营养盐相对利用率的下降。     

洞庭湖氮磷时空分布及形态组成特征

为探究洞庭湖水体营养盐形态结构与时空分布特征,分别于2014年8月(丰水期)和2015年1月(枯水期)在入湖河流、湖体、出湖口设置16个代表性断面采集水样,分析了氮、磷营养盐的特征指标。结果表明:1洞庭湖水体中,总氮(TN)含量为1.60~3.65 mg/L,平均值2.25 mg/L,总磷(TP)含量为0.060~0.359 mg/L,平均值0.138 mg/L;颗粒态总氮(TPN)含量为0.07~1.39 mg/L,平均值0.25 mg/L,颗粒态总磷(TPP)含量为0.003~0.172 mg/L,平均值0.05 mg/L;2时空分布上,水体中氮、磷含量整体表现为丰水期高于枯水期,出湖口最高,东洞庭湖高于西、南洞庭湖,入湖河流差异大的特征,颗粒态氮磷呈现自西向东呈逐渐增加趋势,与悬浮物(SS)的空间分布一致;3形态组成上,洞庭湖水体中氮磷以溶解态为主(TDN/TN为88.0%、TDP/TP为66.7%),三峡工程2003年蓄水前后,洞庭湖磷营养盐形态组成发生了大的变化,由以颗粒态磷为主(TDP/TP 20.0%~35.6%)转变为以溶解态为主,而氮营养盐形态组成基本未变;4营养结构上,洞庭湖大多数断面TN/TP在10~22,且氮、磷浓度远高于水体富营养的限制阈值,比较适宜藻类生长。相关分析显示,洞庭湖TN、TP、TDN、TDP均与Chl-a相关性不显著,因此认为洞庭湖氮、磷营养盐对藻类生长的限制作用不明显。     

磷的不同动态变化对模拟湖泊生态系统中附草螺类的影响

采用试验围隔模拟湖泊富营养化过程,选取磷的不同动态变化,研究其动态输入模式对附草螺类的影响。结果表明,总量相同时,中短期内低频次的磷输入比高频次的磷输入对螺类生物量的影响更显著,而长期条件下高低频次的磷输入对螺类生物量的影响无显著差异（P〉0.05）。营养的添加显著促进螺类生物量（密度和丰度）的增长。试验系统中附植藻类的生物量与螺类的生物量成显著负相关（P〈0.05）,沉水植物刺苦草（Vallisneria spinulosa）与螺类（Radix）生物量的相关性不显著（P〉0.05）,表明螺类是螺类-附着     

附着藻类对太湖水中3种氮源的吸收作用

利用15N标记技术,比较了附着藻类对太湖3种氮源（尿素、NH4+和NO3-）的吸收能力。附着藻类对尿素的吸收速率为1.93～5.52μmol/(g•h),对NH4+的吸收速率为0.89～7.67μmol/(g•h),而对NO3-的吸收速率为0.09～0.35μmol/(g•h)。各氮源的贫化百分比在0.18 %～9.03 %。在浓度为20和50μmol/L时,尿素的贫化值分别为8.41 %和8.14 %,与NH4+的贫化值相当（分别为9.03 %和 7.01 %）;NO3-的贫化值在各浓度下都低于0.29 %。附着藻类对每种氮源的吸收速率在3种氮源吸收速率总和中的相对比重：尿素平均为47.9 %,NH4+平均为49.6 %,NO3-平均为2.5 %。根据Vmax与Ks比值,附着藻类对3种氮源的吸收亲和力大小顺序为：尿素＞NH4+＞NO3-。研究表明,尿素是除NH4+外附着藻类生长可利用的又一重要氮源。